L’antichissimo uccello col becco a falce che rivoluziona le teorie sull’evoluzione (VIDEO)
Dalle rocce del Madagascar emerge un gioiello della biodiversità nascosta durante l'Era dei dinosauri
[30 Novembre 2020]
Gli uccelli hanno svolto un ruolo fondamentale nel plasmare la nostra comprensione dell’evoluzione biologica. Fin dalla metà del XIX secolo, le rivoluzionarie osservazioni di Charles Darwin sulla diversità della forma del becco nei fringuelli delle Galapagos influenzarono il suo trattato sull’evoluzione attraverso la selezione naturale.
La scoperta di un fossile di un uccello delle dimensioni di un corvo che viveva in Madagascar durante il Cretaceo, dotato di un grande becco falciforme fornisce nuove importanti informazioni sull’evoluzione della forma della testa e del becco nei precursori mesozoici degli uccelli moderni e rappresenta una svolta all’evoluzione di teschi e becchi negli uccelli e nei loro parenti stretti, dimostrando che l’evoluzione può percorrere strade diverse per ottenere forme della testa simili in animali molto lontani tra loro.
La scoperta del fossile, che è stato chiamato Falcatakely è dovuta al team di ricercatori statunitensi, britannici e malgasci, guidato da Patrick O’Connor, professore di medicina osteopatica all’ Heritage College dell’Ohio State University (OSU), che ha pubblicato su Nature lo studio “Late Cretaceous bird from Madagascar reveals unique development of beaks”
Il Falcatakely, che deve il suo nome a una combinazione di parole latine e malgasce ispirate alle piccole dimensioni dell’uccello e al suo becco a forma di falce che rappresenta una forma completamente nuova negli uccelli del Mesozoico, è noto per un unico cranio ben conservato, quasi completo, che era sepolto in una colata fangosa di detriti risalente circa 68 milioni di anni fa. I ricercatori ricordano che «Gli scheletri di uccelli sono rari nella documentazione fossile a causa delle loro ossa leggere e di piccole dimensioni. I teschi di uccelli sono una scoperta ancora più rara». Il Falcatakely è la seconda specie di uccelli del Cretaceo scoperta in Madagascar dal team finanziato dalla National Science Foundation.
a causa della complessa serie di ossa leggere che compongono il cranio, il delicato esemplare è stato lasciato parzialmente incastonato nella roccia ,ma gli scienziati evidenziano che «Sebbene piuttosto piccolo, con una lunghezza stimata del cranio di soli 8,5 cm, la squisita conservazione rivela molti dettagli importanti. Ad esempio, una complessa serie di scanalature sulle ossa che compongono il lato della testa indica che l’animale in vita aveva una copertura cheratinosa espansiva, o becco».
O’Connor racconta che «Quando la testa ha cominciato a emergere dalla roccia, sapevamo che era qualcosa di molto speciale, se non del tutto unico. Gli uccelli mesozoici con teste così alte e lunghe erano completamente sconosciuti, quindi Falcatakely ci offre una grande opportunità per riconsiderare le idee sull’evoluzione della testa e del becco nel lignaggio che ha portato agli uccelli moderni».
Falcatakely appartiene a un gruppo estinto di uccelli chiamati Enantiornithines, noto esclusivamente dal periodo Cretaceo e prevalentemente per fossili scoperti in Asia. Uno cdegli autori dello studio,Alan Turener del Department of anatomical sciences della Stony Brook University, spiaga che «Le enantiornitine rappresentano la prima grande diversificazione dei primi uccelli, che occupano gli ecosistemi insieme ai loro parenti non aviari come Velociraptor e Tyrannosaurus. A differenza dei primi uccelli, come l’Archaeopteryx, con lunghe code e caratteristiche primitive nel cranio, le enantiornitine come Falcatakely sarebbero sembrate relativamente moderne».
Una ricostruzione della vita del Falcatakely potrebbe far pensdare che sia stato un uccello relativamente insignificante, ma l’intrigo evolutivo è nascosto sotto il suo grosso becco cheratinoso. SE O’Connor e i suoi colleghi non hanno potuto rimuovere le singole ossa del Falcatakely dalla roccia per studiarle perché erano troppo fragili, hanno però potuto utilizzare la tomografia micro-computerizzata (µCT) ad alta risoluzione e un’ampia modellazione digitale per separare virtualmente le singole ossa dalla roccia e, con la stampa 3D, hanno realizzato dei modelli digitali ingranditi, essenziali per la ricostruzione del cranio e per fare i confronti con altre specie.
Un altro autore dello studio, Joseph Groenke, coordinatore del laboratorio HCOM/BMS dell’OSU, gfa notare che «Un progetto come questo collega discipline che vanno dall’anatomia comparata, alla paleontologia e all’ingegnerie e alla scienza dei materiali. La nostra partnership con l’Ohio University Innovation Center è stata una parte fondamentale di questo processo. Essere in grado di vedere ciascuna delle ossa come una replica del prototipo ha costituito la base per la comprensione del campione e anche per la sua ricostruzione».
Mano a mano che lo studio andava avanti, è stato subito evidente che le ossa che compongono la gtesta del Falcatakely sono organizzate in modo abbastanza diverso da quelle di qualsiasi dinosauro, aviario o non aviano, nonostante abbiano una testa che sembra simile a quella di un certo numero di gruppi di uccelli moderni ancora viventi.
I ricercatori spiegano ancora: «Tutti gli uccelli viventi costruiscono lo scheletro dei loro becchi in un modo molto specifico. E’ formato principalmente da un singolo osso ingrandito chiamato premascella. Al contrario, la maggior parte degli uccelli dell’era dei dinosauri, come l’iconico Archaeopteryx, hanno musi relativamente non specializzati composti da una piccola premascella e una grande mascella. Sorprendentemente, i ricercatori hanno trovato questa disposizione primitiva simile di ossa nel Falcatakely ma con una forma della testa che ricorda alcuni uccelli moderni con un becco superiore alto e lungo e completamente diverso da qualsiasi cosa conosciuta nel Mesozoico».
O’Connor sottolinea che «Il Falcatakely potrebbe generalmente assomigliare a qualsiasi numero di uccelli moderni con la pelle e il becco al loro posto, tuttavia, è la struttura scheletrica sottostante della testa che ribalta ciò che sappiamo sull’anatomia evolutiva della testa degli uccelli. Esistono modi evolutivi chiaramente diversi di organizzare lo scheletro facciale che portano a obiettivi finali generalmente simili, o in questo caso, a testa e forma del becco simili».
Per cercare di capire come si sia evoluto questo tipo di anatomia convergente, O’Connor ha chiesto aiuto al biologo evolutivo Ryan Felice, del Centre for Integrative Anatomy dell’University College London (UCL), un esperto di anatomia del cranio degli uccelli e dei dinosauri e hanno scoperto che «Alcuni uccelli moderni, come tucani e buceri, hanno sviluppato becchi a forma di falce molto simili decine di milioni di anni dopo il Falcatakely. Ciò che è così sorprendente è che questi lignaggi convergono su questa stessa anatomia di base nonostante siano imparentati molto alla lontana». Felice, docente di anatomia umana all’UCL ha completato il suo dottorato in scienze biologiche nel 2015 all’OSU, lavorando con O’Connor allo studio dell’evoluzione della coda negli uccelli
Il Falcatakely è stato ritrovato nelle ultime rocce dell’età Cretacea (70-68 milioni di anni fa) in quello che ora è il Madagascar settentrionale, e viveva probabilmente in un ambiente semi-arido e con grosse oscillazioni climatiche stagionali. Secondo O’Connor, «La scoperta del Falcatakely sottolinea che gran parte della storia remota della Terra è ancora avvolta nel mistero, in particolare in uelle parti del pianeta che sono state relativamente meno esplorate».
Ma anche per i fossili il Madagascar conferma di essere una terra eccezionalmente biodiversa e con una storia evolutiva che, oggi come nel passato pre-umano, risente dell’isolamento di questa grande isola dagli altri continenti. O’Connor conclude confermando che «Più apprendiamo sugli animali, le piante e gli ecosistemi dell’età del Cretaceo in quello che oggi è il Madagascar, più vediamo che la sua firma biotica unica si estende molto indietro nel passato e non riflette semplicemente l’ecosistema dell’isola negli ultimi tempi».